Cilindro de Curso Linear

Retorno por mola (ação simples) ou dupla ação

500–50.000 lbf (área do furo × pressão de suprimento)

40–150 psi (3–10 bar)

1–12 polegadas (25–300 mm) linear

ISO 5211 (interface de montagem)

Pistão de dupla ação no barril do cilindro; vedação O-ring ou lábio; pressão de ar aciona o pistão em ambas as direções

Cartuchos de mola internos (modelos de retorno por mola); faixa ajustável pela seleção do cartucho

Flange ISO 5211 ou garfo; suporte na garra da válvula; acoplamento direto da haste via porca de acoplamento ou conexão de garfo

Potência do Pistão Onde o Diafragma Fica Aquém

Cilindros de curso linear servem aos mesmos tipos de válvula que atuadores de diafragma — globo, gaveta, válvulas de controle que precisam de empuxo linear. Mas eles resolvem dois problemas que atuadores de diafragma não conseguem.

Maior empuxo em um pacote menor. O furo do cilindro substitui a área do diafragma. O diâmetro do furo é menor do que um diafragma para empuxo equivalente, porque cilindros de pistão toleram pressão de suprimento mais alta — até 150 psi versus 80 psi para diafragma. Mais pressão × área menor = mesmo empuxo com menos volume de atuador. Em instalações verticais e racks de tubulação apertados onde um atuador de diafragma não cabe entre linhas de tubo adjacentes, o cilindro de pistão entra e entrega a força que você precisa.

Curso mais longo sem penalidade de empuxo. Atuadores de diafragma atingem o máximo em cerca de 4 polegadas porque o diafragma deflete e perde área efetiva em viagens mais longas. Cilindros de pistão apenas estendem o barril. Cursos de 6, 8, 12 polegadas são padrão para válvulas gaveta com curso longo de haste, e a vedação O-ring permanece eficaz em qualquer posição ao longo do furo. A saída de empuxo não degrada com o comprimento do curso — a área do pistão é constante, quer o pistão esteja a 1 polegada ou 10 polegadas da tampa final. Essa consistência importa em válvulas gaveta onde abertura total requer extensão longa da haste e a força de assentamento no fechamento total deve corresponder à força de desassentamento na abertura total.

Cilindros de pistão pagam por seu tamanho compacto com atrito de vedação. O O-ring no pistão arrasta contra o furo do cilindro. Essa força de arrasto reduz o empuxo líquido na haste da válvula — você precisa de pressão de suprimento mais alta para entregar a mesma força efetiva que um atuador de diafragma produz a pressão mais baixa. Em válvulas liga/desliga onde a haste percorre o curso completo a cada ciclo, essa perda por atrito é aceitável. A válvula assenta ou desassenta independentemente de algumas centenas de libras de atrito.

Em válvulas de controle modulantes, o atrito cria um problema diferente — histerese. O posicionador comanda um pequeno ajuste, digamos 2% de curso da haste. O atrito absorve a força de ajuste antes que a haste se mova. O posicionador ultrapassa no próximo ajuste. A haste oscila ao redor da posição alvo. O desempenho do loop de controle degrada. A válvula oscila. A variável de processo balança.

Atuadores de diafragma têm atrito de vedação desprezível. O diafragma flexiona livremente — sem arrasto de O-ring contra uma superfície de furo. Para serviço modulante onde posicionamento preciso importa, atuadores de diafragma entregam melhor precisão de posição e resposta de loop de controle mais suave.

Escolha Com Base na Aplicação

Use cilindros de pistão em válvulas gaveta com requisitos de curso longo, em instalações onde o espaço não acomoda um atuador de diafragma, e em serviço liga/desliga onde histerese não afeta o desempenho. Use atuadores de diafragma em válvulas de controle modulantes onde precisão de posição é a prioridade. Os dois tipos de atuador se sobrepõem nos mesmos tipos de válvula, mas servem a necessidades operacionais diferentes.

R: Quando o curso excede 4 polegadas, quando o espaço de instalação não cabe um atuador de diafragma, ou quando pressão de suprimento acima de 80 psi está disponível e você quer tamanho compacto de atuador. Válvulas gaveta com curso de haste de 6+ polegadas são a aplicação mais comum de cilindro.

R: Não, dentro da faixa nominal. O-rings de pistão lidam com 150 psi sem problemas de fadiga. O furo do cilindro e as tampas finais são classificados para a pressão máxima de suprimento. Atuadores de diafragma não toleram essa pressão porque o material do diafragma fatiga sob deflexão repetida de alta pressão — a vedação do pistão não deflete, ela desliza.

R: Depende do diâmetro do furo, tipo de vedação e condição do cilindro. Vedações O-ring em cilindros padrão criam 50–200 lbf de arrasto por atrito dependendo do tamanho do furo. Vedações de lábio reduzem isso para 20–80 lbf, mas custam mais. Em uma saída de empuxo de 5.000 lbf, esse arrasto é 1–4% — aceitável para serviço liga/desliga. Em uma saída de 500 lbf para pequenas válvulas de controle, a mesma...